湖南永顺闽楠人工林生态系统碳贮量及其分布特征

对湖南永顺43年生闽楠人工林生态系统生物量、碳贮量及其空间分布进行研究,采用平均标准木法和收获法对林分生物量及林下植被与枯落物生物量进行测定与估算,同时测定植物、土壤有机碳含量。结果表明:闽楠人工林林分生物量为295.65t/hm2,生物量分布表现为乔木层(96.70%)枯落物层(2.77%)灌木层(0.46%)草本层(0.07%)。闽楠各器官的碳素含量范围为440.83~506.01g/kg,排列顺序为树叶根茎粗根树枝细根树干树皮中根;闽楠韧皮部平均碳素含量低于外表皮,初生嫩叶碳素含量比多年生老叶高;灌木层植物的碳素平均含量为454.39g/kg,草本层植物为448.66g/kg,未分解枯落物为490.23g/kg,半分解枯落物为402.32g/kg;0-60cm土壤层有机碳含量平均值为16.53g/kg。闽楠人工林生态系统总碳贮量为288.98t/hm2,其中乔木层为133.98t/hm2(46.36%),灌木层为0.62t/hm2(0.45%),草本层为0.10t/hm2(0.07%),枯落物层为3.54t/hm2(2.56%),土壤层为150.74t/hm2(52.17%);闽楠各器官的碳贮量与其生物量成正比,树干的生物量最大,其碳贮量也最高,占乔木层碳贮量的59.33%。闽楠人工林乔木层年净生产力为11.25t/hm2,年净固碳量为5.44t/hm2,年净碳素累积量为3.12t/hm2,并且以地上部分为主。研究表明,在对区域尺度森林植被碳贮量估算时,取50%或45%作为通用标准,可能会导致估算结果偏低或偏高;闽楠人工林生态系统具有较高的碳汇能力,其系统碳贮量高于我国森林生态系统平均碳贮量(258.82t/hm2)。     

黄土高原子午岭森林碳储量与碳密度研究

基于样地林分调查与室内分析,运用清查平均生物量法和林木相对生长模型,研究了黄土高原子午岭林区3种森林碳储量及碳密度空间分布特征。结果表明:研究区森林生态系统植被含碳率变化范围为0.331 6～0.553 2 g/g;变异系数介于2%～14%,而枯落层含碳率为0.294 8～0.335 9 g/g;3种林地平均碳密度:柴松林为238.22 t/hm2,辽东栎林为235.75 t/hm2,油松林为191.58 t/hm2,柴松林及辽东栎林碳密度约是油松林的1.24倍;从研究空间尺度上土壤层植被层枯落层,其碳密度分别为105.21,88.11,28.53 t/hm2,其中植被层各分层碳密度大小差异显著,而土壤层碳密度随着土壤深度的增加而递减;3种森林生态系统有机碳库总储碳量为31.70 Tg,其中土壤层碳储量占整个碳库的49%,是植被层和枯落层碳储量的1.3倍和3.5倍,且碳储量空间分布呈现出:土壤层乔木层枯枝落叶层灌木层草本层。     

大伙房水库流域不同植被类型枯落物层和土壤层水文效应

为了研究大伙房水库流域森林生态系统枯落物层和土壤层水文效应,以流域内3种不同植被类型为研究对象,采用浸泡法、环刀法对其枯落物层和土壤层水文功能进行定量研究。结果表明:(1)3种植被类型枯落物蓄积量为23.20～39.11t/hm~2,表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,且阔叶林枯落物半分解层蓄积量大于未分解层,而针叶林则相反。(2)枯落物层最大持水量为50.24～109.19t/hm~2,有效拦蓄量为41.70～90.71t/hm~2,均表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,刺槐天然次生林枯落物层持水功能较好。(3)枯落物未分解层、半分解层分别在浸水10,8h基本达到饱和,持水量与浸水时间呈明显对数关系(R20.91);枯落物在浸水1h内吸水速率变化最大,4h左右吸水速率明显减缓,吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R20.93)。(4)3种植被类型土壤容重均值变化范围为1.10～1.25g/cm~3,总孔隙度变化范围为27.96%～30.19%,土壤有效持水量变化范围为21.11～29.39t/hm~2,不同植被类型土壤层持水能力表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系(R20.90)。综合3种植被类型枯落物层及土壤层水文功能表明刺槐天然次生林的水源涵养功能较强,建议在该流域加强天然次生林的保护和恢复。     

北京山区不同密度油松结构与功能研究

对北京八达岭林场32 a生5种造林密度阳坡油松林生物多样性、蓄积量、碳密度、水源涵养等功能进行调查与实验,结果表明:随着林分密度的减小,林木生长状况良好,林下植被层各种生物多样性指数较其它林分高,并伴随着出现辽东栎等其它栎类更树种的生长;1200株/hm2的油松林蓄积最大为95.53 m3/hm2,但从单株蓄积量来看,不同密度的油松林单株蓄积随着油松林密度的减小而增大,油松800株/hm2的单株蓄积为0.101 7m3/hm2,是2 000株/hm2单株蓄积的3.17倍.不同密度油松林生态系统碳密度范围为78.87～142.13 t/hm2,平均碳密度为119.14 t/hm2,且随着密度增大而减小.油松林碳密度主要有3个部分组成:植被层、枯落物层和土壤层,其空间部分为土壤层＞植被层＞枯落物层,林地土壤的碳密度平均为79 t/hm2以上,地上部分碳密度与地下(包括土壤、树根和死地被物)碳密度之比平均为1/3.30;油松林地的稳渗速率、产流量随林分密度的增大而减小,这对增加当地的径流水量、涵养水源能力具有重要意义.产沙量也随密度的增加而减少,这对选择油松800株/hm2作为最优林分密度是不利因素,但从北京的多年降雨来看,这种影响对选取油松在800株/hm2作为首选经营密度还是较小.     

黔中地区不同林龄杉木人工林碳贮量及其分配特征

在贵州中部开阳县选择不同林龄的杉木人工林,设置固定样地进行植被和土壤调查,分析黔中地区杉木人工林生态系统碳素的垂直空间结构、植被碳的层次分布与器官分配及杉木人工林碳贮量与林龄及林冠郁闭度等因子的关系。结果表明,杉木人工林生态系统碳贮量(t/hm2)表现为中龄林(140.08)近熟林(128.77)幼龄林(106.35),杉木人工林平均生态系统碳密度(t/hm2)为125.07,其垂直空间分布特征表现为土壤层(77.72)植被层(45.95)枯落物层(1.39),分别占生态系统碳贮量的62.14%,36.75%和1.11%,其中的植被碳贮量在乔木层、灌木层和草本层各层的分配比例分别为98.93%,0.83%和0.24%。杉木林各植被层碳贮量的器官分配表现为乔木层各器官的碳密度(t/hm2)大小依次为树干(15.10~24.66)树根(4.68~14.70)树叶(4.05~12.69)树枝(3.53~5.56),灌木层依次为枝干(0.10~0.47)根(0.07~0.19)叶(0.02~0.11),草本层地上部分(0.05~0.08)根(0.03~0.04)。杉木人工林碳贮量与林龄的关系表现为土壤碳贮量和生态系统碳贮量随林龄的增长呈先下降后升高的变化过程,植被碳贮量呈持续增加趋势。基于统计分析结果,植被碳贮量在林分郁闭度为0.65左右达到最高,生态系统碳贮量在0.8左右达到最大。     

北京山区不同密度油松结构与功能研究

对北京八达岭林场32年生5种造林密度（2000株/hm^2、1500株/hm^2、1200株/hm^2、1000株/hm^2、800株/hm^2）阳坡油松林生物多样性、蓄积量、碳密度、水源涵养等功能进行调查与实验,结果表明：随着林分密度的减小,林木生长状况良好,林下植被层各种生物多样性指数较其它林分高,并伴随着出现辽东栎等其它栎类更树种的生长;1200株/hm^2的油松林蓄积最大为95.53 m^3/hm^3,但从单株蓄积量来看,不同密度的油松林单株蓄积随着油松林密度的减小而增大,油松800株/hm^2的单株蓄积为0.1017 m^3/hm^3,是2000株/hm^2单株蓄积的3.17倍。不同密度油松林生态系统碳密度范围为78.87～142.13 t/hm^2,平均碳密度为119.14 t/hm^2,且随着密度增大而减小。油松林碳密度主要有三个部分组成：植被层、枯落物层和土壤层,其空间为部分为土壤层〉植被层〉枯落物层,林地土壤的碳密度是相当可观大的,碳密度平均为79 t/hm^2以上,地上部分碳密度与地下（包括土壤、树根和死地被物）碳密度之比平均为1/3.30;油松林地的稳渗速率、产流量随林分密度的增大而减小,这对增加当地区的径流水量、涵养水源能力具有重大意义。产沙量也随密度的增加而减少,这对选择油松800株/hm^2作为最优林分密度是不利因素,但从北京的多年降雨来看,这种影响对我们选取油松在800株/hm^2作为首选经营密度还是较小的。     

太行山区主要森林生态系统水源涵养能力

森林生态系统水源涵养功能是林冠层、枯落物层和土壤层对大气降水进行再分配的过程。本文通过文献收集整理太行山地区森林植被林冠一次降水截留量、枯落物层持水量和土壤层贮水量数据,分析该地区主要森林植被对降水的截留和贮蓄能力,采用综合蓄水能力法对森林植被的综合涵养水源能力进行评价,旨在为合理经营和管理森林生态系统提供依据。结果表明:1)土壤非毛管孔隙度与生态系统综合持水量呈正相关,且最大持水量占整个森林生态系统综合持水量的90%以上,表明土壤层作为森林生态系统水文效应最重要的一层,是整个森林系统水分循环的主要贮蓄库和调节器;2)针叶林中油松和侧柏的冠层一次降水截留量显著高于其他林型,其林冠结构更加适应该地区气象条件,林冠层降水再分配能力也优于其他林型;3)混交林郁闭度低,有利于林下灌、草丛的生长,其枯落物现存量比纯林和人工林更高,虽然林冠一次截留量低但林下具有丰富的枯落物层而更易涵养水源;4)天然林综合蓄水能力整体高于人工林,侧柏人工林和油松人工林综合蓄水能力仅次于刺槐、侧柏和油松天然林。综上可见,合理利用森林资源防止水土流失、天然林长期封育和合理控制优势树种密度及增加植被覆盖率对太行山地区植被恢复和生态建设具有重要意义。为提高该区综合水源涵养能力,可增加乡土树种油松和侧柏人工林的种植面积。     

滦河典型林分枯落物层与土壤层的水文效应

[目的]研究滦河上游典型林分的枯落物层与土壤层的水文效应,为森林健康监测和评价提供依据。[方法]对滦河上游3种林分的枯落物层未分解层与半分解层进行调查研究。[结果](1)油松林的枯落物生物量为12.03t/hm2,最大持水量为19.4t/hm2,有效拦蓄量为23.52t/hm2;落叶松林的枯落物生物量为9.51t/hm2,最大持水量为11.9t/hm2,有效拦蓄量为17.03t/hm2;落叶松白桦混交林的枯落物生物量为5.54t/hm2,最大持水量为13.0t/hm2,有效拦蓄量为13.7t/hm2。(2)半分解层枯落物浸泡8h已基本达到饱和,而未分解层需浸泡10h。枯落物在浸水的前0.5h内吸水速率最大,6h左右时吸水速率明显减缓。(3)落叶松白桦混交林土壤层持水能力最强,为375.92t/hm2;油松林土壤层的持水能力最差,为248.04t/hm2。利用幂函数对入渗速率与入渗时间进行拟合,其相关系数R2均在0.98以上。[结论]油松林枯落物层的生物量、最大持水量、有效拦蓄量都最大,而落叶松白桦混交林枯落物的土壤持水能力最强。     

黄土高原子午岭油松林枯落物的水源涵养功能评价

[目的]探究黄土高原子午岭林区不同密度人工油松林枯落物的水源涵养功能,为该区功能导向型林分改造提供理论依据。[方法]于2021年8月在甘肃省合水县子午岭连家砭林场选取6种不同林分密度(2 222,3 200,4 802,6 250,7 503,9 286株/hm²)的油松人工林为研究对象,采用坐标综合评价法对不同密度油松林枯落物的水源涵养功能进行评价。[结果](1)油松林枯落物的厚度和蓄积量分别介于2.78～7.30 cm和14.97～52.41 t/hm²,两者变化趋势均呈“单峰型”,峰值出现在林分密度4 802株/hm²;(2)林分密度3 200株/hm²的枯落物最大持水率(192.98%)和有效拦蓄率(152.04%)较高,而林分密度4 802株/hm²的枯落物的最大持水量(101.46 t/hm²)和有效拦蓄量(67.92 t/hm²)表现优良,且半分解层在枯落物降水拦蓄过程中起主要作用;(3)枯落物持水率(量)、吸水速率与浸...     

大青山油松人工林生态效应研究

对20 a生的油松人工林和40 a生的白桦天然次生林进行生态功能的比较研究.结果表明:与白桦林相比,油松林对林内小气候的调控能力更强,但对土壤温度的调控能力低于白桦林;白桦林土壤的非毛管孔隙度高于油松林,且白桦林枯落物分解速度快,所以孔隙、养分条件优于油松林;白桦林单位枯落物的最大持水量高于油松林,但油松林枯落物含量高,所以油松林枯落物持水能力高于白桦林.     

北京市松山天然油松林生态系统的碳储量

[目的]分析北京市松山地区天然油松林生态系统碳储量,为研究区天然油松林的碳固定和碳储量管理研究提供理论依据。[方法]以北京市松山天然油松林生态系统为研对象,设置标准样地进行乔木。灌木。草本。凋落物调查,采集并分析0—100cm土层土样,根据相关方程计算出生态系统以及各个层次的碳储量。[结果]植物体含碳率变化在42.39%~49.95%,0—100cm土壤含碳率变化在0.26%~1.31%。天然油松生态系统碳储量为147.24 Mg/hm2,其中植被碳储量为57.14 Mg/hm2,占生态系统碳储量的36.7%,植被各层碳储量的顺序为乔木(54.93Mg/hm2)灌木(0.45Mg/hm2)草本(0.29Mg/hm2);土壤碳储量为66.35 Mg/hm2,占生态系统碳储量的46.30%,分别是植被碳储量的1.16倍和凋落物碳储量的2.79倍,且随着土层深度的增加而递减;凋落物碳储量为23.75 Mg/hm2,占生态系统碳储量17%。[结论]松山地区天然乔木对植被碳储量的贡献率最大,松山地区天然油松林植被含碳率表现为:乔木灌木草本凋落物。     

晋西黄土区典型林分枯落物层水文生态特性研究

选择山杨栎类次生林（以下简称次生林）、刺槐林、侧柏林、油松林为研究对象，通过样地调查，结合室内浸泡方法，对比分析枯落物（未分解层、半分解层）的水文特征指标，研究典型林分枯落物层水文生态特性。结果表明：（1）枯落物厚度为3.93~4.95 cm，刺槐林最大，油松林最小；蓄积量为次生林最大（19.28 t/hm²），侧柏林（18.03 t/hm²）和刺槐林（17.57 t/hm²）次之，油松林最小（14.73 t/hm²），未分解层蓄积量小于半分解层。（2）枯落物最大持水量（率）为30.92~61.31 t/hm²（197%~320%），次生林最大，依次为刺槐林、侧柏林，最小为油松林。（3）枯落物有效拦蓄存在显著差异（P>0.05），表现为次生林（31.29 t/hm²） > 刺槐（22.20 t/hm²） > 侧柏（18.19 t/hm²） > 油松（13.94 t/hm²），有效拦蓄率为107%~173%。（4）在浸水2 h内，枯落物持水量和吸水速率变化以次生林与刺槐林最为迅速，半分解层较未分解层变化迅速；持水过程中，两者与时间分别呈对数函数（R²>0.89）和幂函数关系（R²>0.99）。在4种林地中，次生林林下枯落物水文生态潜力最优，油松纯林最差，表现为次生林 > 刺槐 > 侧柏 > 油松。刺槐是除次生林外的3种人工林中最优林种。建议研究区内合理优化恢复树种配置，以提高水文生态功能。     

PT菌剂对陕北黄土区土壤性质和油松苗木的影响

[目的]分析PT菌剂对陕北黄土区土壤性质和油松苗木的影响,为干旱和半干旱黄土高原植被恢复提供科学依据。[方法]在陕西黄土高原丘陵区采用完全随机区组试验(2013年3—10月),以常规施肥为对照,以上、中、下3个坡位为区组,研究施用PT菌剂对6年生油松苗木地径、树高、成活状况以及0—60cm这3个不同层次土壤主要养分含量的影响。[结果]施用PT菌剂油松地径平均生长量为4.5mm,是对照的2倍;树高总生长量达10cm,比对照高54%;油松死亡率比对照低9%。施用PT菌剂后土壤有机质含量平均达到7.8g/kg,是对照的2倍多;土壤全氮的含量平均为0.41g/kg,比对照高52%;速效钾的含量平均达到42.4mg/kg,比对照增加了26%;PT菌剂对有效磷提高不明显;坡位对油松地径和树高影响不显著,对各层次土壤养分性质有显著影响。[结论]PT菌剂能改善造林地土壤性质,促进油松成活和生长,建议在黄土高原地区油松造林实践中施用PT菌剂。     

BGB微生物菌剂对黄土高原区域土壤与油松的影响

[目的]研究黄土高原区域油松造林中施用BGB微生物菌剂对油松造林成活率、树高、地径生长的影响,以及土壤养分与水分的变化,为BGB微生物菌剂在黄土丘陵地区的植被恢复应用提供理论依据和技术支持。[方法]在不同坡面处施用3种量的BGB微生物菌剂,观察不同量的处理对油松及土壤养分的影响。[结果]BGB微生物菌剂能够显著提高苗木的成活率,促进苗木树高、地径的增长;可以显著地提高土壤中各养分的含量,增加土壤含水量,且影响随着土壤深度的增加而减小,随坡度的降低而变大。其中对土壤中速效磷和有机质的影响最显著;BGB微生物菌剂能够明显改善土壤的含水量,并且在土壤20—40cm处作用较明显。[结论]BGB微生物菌剂对油松造林成活率、生长量与土壤养分有显著的影响。     

油松人工林重度火烧后凋落物分解及水文效应

以北京市重度火烧迹地油松人工林为对象,基于原位采样法和室内浸泡法于2020年7-12月在对照样地和火烧样地采集凋落物样品并测定分析其现存量、持水量、有效拦蓄量等指标,探究林火干扰下凋落物的分解及水文效应,为更好促进森林水源涵养功能以及水土保持功能提供依据.结果 表明:(1)油松人工林半分解和完全分解层凋落物平均现存量分...     

辽河源典型森林群落下枯落物的水文特性

以辽河源自然保护区典型森林群落为对象,对其下枯落物储量和持水量等水文特性进行了研究。结果表明:(1)研究区枯落物总储量变化范围为7.92~15.56t/hm2,60a林龄油松纯林储量最大,华北落叶松纯林最小;(2)研究区最大持水率变化范围为164.12%~333.06%,最大持水率大小排序为:杨桦混交林华北落叶松纯林50a油松纯林60a油松纯林40a油松纯林;(3)研究区最大持水量变化范围为21.31~38.13t/hm2,最大持水量大小依次为:杨桦混交林60a油松纯林50a油松纯林华北落叶松纯林40a油松纯林;(4)对枯落物持水过程进行回归分析,各群落枯落物未分解层和半分解层持水量与浸水时间之间均服从对数函数回归关系(R0.87),持水速率与浸泡时间之间均符合幂函数关系(R0.87)。     

凋落物输入改变对慈竹林土壤有机碳的影响

通过野外试验,研究了凋落物输入改变对慈竹林土壤有机碳的影响。设置10%,50%和70%这3种去除凋落物量和分别添加15%,25%的绵竹、杉木凋落物处理及对照。结果发现,去除凋落后慈竹林土壤有机碳含量明显减少(p<0.05),而且去除量越大,有机碳含量减少越大。添加外源凋落物显著提高了慈竹林土壤有机碳含量(p<0.05),其中,15%的添加比例比25%更有利于土壤有机碳的积累,添加绵竹凋落物对土壤有机碳增加的效应高于添加杉木凋落物。研究表明,选择适合的树种和恰当的混交比例以及加强对凋落物层的保护,对维持慈竹林土壤有机碳具有重要的意义。     

栓皮栎林分枯落物对土壤-植物系统水分运动的影响

[目的]分析枯落物层对森林生态系统水分循环的作用。[方法]利用稳定同位素技术,测定了在旱季和雨季栓皮栎木质部水分以及枯落物层和不同土壤层水分的同位素特征。通过对比不同环境条件下(干旱期和降雨前后)枯落物层和土壤水分同位素组成的变化,并根据其与植物茎水分同位素特征的差异判断栓皮栎不同季节的水分利用来源。[结果]在旱季,随着干旱期的进行,对于平均枯落物层厚度,表层0—30cm土壤水分同位素特征由于蒸发分馏的影响逐渐变得富集,而对于因为特殊地形而造成的未分解枯落物层较厚的地方,则土壤水分同位素特征随着干旱期的进行几乎不发生变化;栓皮栎的水分来源主要集中在表层,随着干旱期的延长没有发生变化;在雨季,极端降雨后,土壤同位素特征表明枯落物截留降雨的效应明显,被枯落物截留的雨水以活塞流的形式继续向土壤入渗,栓皮栎的水分来源主要来自于表层0—10cm枯落物层(分解层)的土壤;土壤剖面水分同位素特征呈现的梯度变化与土壤层的结构有关。[结论]枯落物层的厚度,特别是未分解层,对土壤水分的同位素特征影响有差异;枯落物层的水文效应也间接改变了植物的水分利用。